JP2003273059A - 基板処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水蒸気により湿潤した湿潤オゾン含有ガスと
塩基性ガスを含む混合ガスによって基板表面の有機汚染
物質を除去する基板処理方法において、基板上に予め形
成された金属配線の腐食を完全に抑制し、有機汚染物質
を除去する基板処理方法および装置を提供する。 【解決手段】 水蒸気により湿潤した湿潤オゾン含有ガ
スと塩基性ガスを含む混合ガスによって基板表面の有機
汚染物質を除去する基板処理方法であって、前記混合ガ
スの温度を基板温度より高く設定する基板処理方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ、ＬＣＩ等に
代表される半導体やＬＣＤ、プリント基板などの製造工
程を始めとした微細加工工程における、たとえばフォト
レジスト膜や好ましくない有機化合物あるいは無機化合
物を被処理物表面から除去するなどの基板処理方法およ
び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ等に代表される半導体装置
の製造工程をはじめとした微細加工工程においては、シ
リコン等の半導体基板やガラス基板等に、感光性の有機
高分子化合物を塗布し、所定の回路パターンを形成した
フォトマスクを介して特定の波長を持った紫外線などで
露光した後に、アルカリ溶液によって現像を行ない基板
上にフォトレジストのパターンを形成する。さらに、Ｃ
ＶＤ、スパッタリングなどで成膜を行ない、薬剤による
エッチング、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）、不純
物元素の加熱による拡散やイオン注入を行なっている。
そして、一連の処理が終了した基板上のフォトレジスト
の膜は化学的な処理によって除去されるが、ＬＳＩ等の
製造工程では、一般にこのようなフォトレジストを塗布
して各種の処理を行ない、フォトレジストを除去すると
いう一連の操作は、１回にとどまらず多数回繰り返され
る。

【０００３】フォトレジスト膜の除去には各種の方法が
採用されているが、フォトレジスト膜の除去が不完全で
あるとその後の工程に悪影響を与えるため、フォトレジ
スト膜を完全に除去することが必要である。とくに、最
近のように半導体回路の集積度が高まり、形成される半
導体回路の線幅が細くなると、フォトレジスト膜の残さ
の影響は集積度の低い場合と比較して大きな問題になる
ので完全に除去することが求められており、通常は薬液
による湿式法、あるいは酸素プラズマなどを使用する乾
式法によって行なわれている。

【０００４】フォトレジスト膜の湿式による除去方法で
は、通常は濃度の高い硫酸が使用されており、硫酸の酸
化能力を高めるために過酸化水素を混合することが行な
われている。同様にＬＣＤ製造工程では、専用のレジス
ト処理溶液１０６溶液（ジメチルスルホキシド３０％、
モノエタノールアミン７０％）などが使用されている。
一方、プリント基板のスミアの除去においては過マンガ
ン酸などの薬液が使用される。これらの薬液を使用して
フォトレジスト膜や好ましくない付着物の除去を行なう
場合には、除去を行なった後に付着している薬液を除去
し、さらに残さあるいはその他の付着物を除去するため
に超純水などで洗浄することが広く行なわれている。い
ずれの方法においても高価で環境負荷の大きい薬液を大
量に使用する必要がある。

【０００５】環境に優しい基板処理方法としてオゾンガ
スを用いて有機物などの好ましくない付着物を除去する
方法が提案されている。

【０００６】特開平１１−２１９９２６号公報は、水蒸
気、オゾンガスおよびＯＨラジカル捕捉剤として働く物
質からなる気体混合物によって半導体基板から有機汚染
物を除去する方法を開示している。従来のオゾンと水を
用いたプロセスでは、処理速度向上を目的として基板温
度を上げると、高温域では基板表面上に形成された水と
オゾンの混合層におけるオゾンの溶解度が規制され、洗
浄効果が低下する。本公報の方法は図９に示され、液体
を入れる石英タンク１０１とタンクの底に位置するオゾ
ン拡散器１０２からなる。液体中に拡散することによっ
て生成した湿潤オゾンは、石英タンクの上方に設置した
被処理基板１０３に作用させる。この方式により基板表
面上の混合層を薄くすることが可能であり、寿命の短い
反応性の高いオゾン成分がウエハ表面に到達しやすく
し、１００％近い除去率をもたらす。

【０００７】特開平５−１５２２７０号公報は、処理液
中を通過させたオゾン含有気体を基板表面の被処理物に
作用させる方法を開示している。本公報の方法は図１０
に示され、処理室１１０は基板載置台１１１、基板１１
２、気体分散板１１８、孔１１９、超純粋供給ノズル１
２１からなる。処理室１１０には排気管１１３を通じて
オゾン分解装置１２０と、オゾン含有気体供給管１１７
を通じて酸素貯槽１１５、オゾン発生装置１１４および
気体接触装置１１６が設置されている。オゾン含有気体
をたとえば超純水中を通して湿潤な気体とした後、オゾ
ン含有気体を処理基板１１２表面に導入する。基板表面
は湿潤なオゾン供給気体によって徐々に濡れ、基板表面
に水の薄い膜が形成されて、基板を加熱することなし
に、有機物被膜の除去が可能になる。

【０００８】特開２００１−２２３２０６は、処理液中
を通過して湿潤したオゾンガスを基板表面の被処理物に
作用させる方法および装置を開示している。基板に供給
された湿潤オゾン含有ガスのオゾン量と蒸気量との比率
を制御することにより、処理速度の飛躍的な向上が可能
である。具体的には前記湿潤オゾン含有ガスの温度が基
板温度より＋５℃〜＋１５℃度高くなるように制御すれ
ば被処理物の除去速度を最大化できる。一方、湿潤オゾ
ンガス温度が上記範囲以外に設定すると、上記除去速度
が激減する。また、オゾンを湿潤させる「湿潤手段」か
ら基板処理部までの配管は、配管内での水蒸気の凝縮を
防止するため加熱しなければならない。

【０００９】しかし、これら湿潤オゾンガスを用いたプ
ロセスでは、有機汚染物質がオゾンによって酸化分解さ
れた際に生成する酸性物質が、基板表面上に形成された
薄膜状の微量の水によって電離し、強い酸性を示すこと
が懸念される。後の実施例（比較例１）で述べるよう
に、我々の実験検討によって、アルミニウムなどの耐酸
性の乏しい金属が露出しているプロセスに湿潤オゾンガ
スを適用すると、アルミニウムなどの配線金属が溶出す
ることが初めて見出された。さらに、金属溶出の主因と
して、有機汚染物の酸化分解で生成する酸性物質にとも
なう、基板上のｐＨの低下であることを解明した。

【００１０】ATLAS OF ELECTROCHEMICAL EQUILIBRIA IN
AQUEOUS SOLUTIONS (Pergamon Press 1966) p.171によ
れば、たとえば半導体、ＬＣＤ製造分野で配線材料とし
て広く使われているアルミニウムは、オゾン含有水中に
おいてｐＨ４以下またはｐＨ９以上において安定な酸化
物を形成できず、イオン状態で存在する。つまり、強酸
下においてアルミニウムは溶液に溶出する危険性があ
る。

【００１１】基板上のｐＨ低下を抑制して、基板洗浄に
ともなう金属腐食を防止する公知技術としては、以下の
ものがある。

【００１２】特開昭６３−１３３５３５号公報は、水を
添加すると酸性を示す洗浄液で被洗浄体を洗浄した後、
水素イオン濃度を上昇させずに洗浄液を希釈させる方法
を開示している。りん酸などの緩衝溶液で希釈すること
により強酸の発生を抑制し、アルミニウム配線が腐食し
て断線するのを抑制する。

【００１３】特開平３−１６６７２４号公報は、半導体
基板上に形成されるフォトレジストを酸素プラズマで灰
化するか、オゾン雰囲気で灰化した後に、純水で洗浄す
る方法に関して開示している。ここで純度の高い水によ
って洗浄を行ない直ちに排出するため、残留する塩素に
起因する酸が生成しても基板上を中性に保つことができ
る。この方法によって配線材料であるアルミ合金の腐食
を抑制する。

【００１４】これらの配線腐食抑制方法は、洗浄工程の
前工程における残留物質を洗浄する工程においては有効
であるが、湿潤オゾンガスを用いたプロセスのように、
洗浄工程の途中で（有機汚染物質が徐々に酸化分解さ
れ）酸性物質が徐々に生成する場合には基板上のｐＨを
中性近くに保持することができない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】特開平１１−２１９９
２６号公報、特開平５−１５２２７０号公報、および特
開２００１−２２３２０６に開示されている基板処理方
法は、同公報によれば、湿潤オゾンを用いることで基板
表面に処理液の薄い薄膜が形成でき、オゾンの拡散を妨
げることなく高速に処理できると記載されている。しか
し、これら湿潤オゾンガスを用いたプロセスでは、有機
汚染物質がオゾンによって酸化分解された際に生成する
酸性物質（カルボン酸類など）が、基板表面上に形成さ
れた薄膜状の微量の水によって電離し、強い酸性を示す
ため、耐酸性の乏しい配線は腐食し溶液中に溶解する。
有機汚染物を完全に除去できたとしても、半導体素子と
しての特性が失われるため、実用的なプロセスで利用で
きない。上述の湿潤オゾン含有ガスによる基板処理方法
を、耐酸性に乏しい金属を用いた配線を含む基板に対し
ても実用化するには、有機汚染物除去にともなって発生
する配線腐食を抑制することが必要不可欠の条件であ
り、現在のところ実用化された例がない。

【００１６】一般に、酸性物質と同量のアルカリ性物質
を系内に導入することで基板表面上を中性に保つことが
できる。つまり、有機汚染物のオゾンによる酸化分解で
生成する酸性物質と同量のアルカリ性物質を系内に導入
することで配線腐食を抑制することが可能である。しか
し、強力な酸化剤であるオゾンは、被処理基板に導入さ
れる前にアルカリ性物質と反応して無効に消費される可
能性がある。

【００１７】本発明は、上記のような従来の技術の問題
点を解決するためになされたものであり、耐酸性が乏し
い金属を配線材料として含む基板上での湿潤オゾンガス
による有機汚染物除去において、オゾンガスと塩基性ガ
スの相互消費を抑制し、有機汚染物除去にともなう配線
腐食を防止できる基板処理方法および装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の基板処理
方法は、水蒸気により湿潤した湿潤オゾン含有ガスと塩
基性ガスを含む混合ガスによって基板表面の有機汚染物
質を除去する基板処理方法であって、前記混合ガスの温
度を基板温度より高く設定する基板処理方法である。

【００１９】本発明の第２の基板処理方法は、第１の基
板処理方法において、前記混合ガスの温度が４０〜１０
０℃である基板処理方法である。

【００２０】本発明の第３の基板処理方法は、第１また
は２の基板処理方法において、前記塩基性ガスがアンモ
ニアである基板処理方法である。

【００２１】本発明の第１の基板処理装置は、基板を室
温より高い温度に保持する基板加熱手段と、オゾン含有
ガスを処理液により湿潤させて湿潤オゾン含有ガスを得
る湿潤手段と、前記基板表面の被処理物に湿潤オゾン含
有ガスを供給する供給手段と、前記湿潤手段と前記供給
手段を接続する送気管と、前記基板表面の被処理物に塩
基性ガス含有ガスを供給する供給手段と、前記湿潤手
段、前記供給手段をそれぞれ前記基板の温度の同等程度
あるいはそれ以上となるように加熱するガス加熱手段
と、前記送気管を４０〜１００℃に保持する温度制御機
構を備える基板処理装置である。

【００２２】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 最初に、本発明の基板処理装置の構成について詳細に説
明する。

【００２３】図１は本発明の実施の形態１による基板処
理装置の構成を示す図である。処理室１内に設置した基
板２は、基板台３に付属した基板を加熱するための平板
ヒータ４の上に固定されている。基板２の上にはガスの
流れを制御して湿潤オゾン含有ガスを基板２の処理面に
均一に供給するためのヘッダ５が設置してあり、必要に
応じて室温以上の温度に加熱できる機構を備えている。
ヘッダ５の加熱によって基板の保温やヘッダ表面での結
露防止が可能になる。また、オゾン含有ガスを発生する
ための設備は、オゾンガス発生器６、オゾンガスを加湿
するための加湿器７、加湿したオゾンガスを処理室へ導
入する送気管８（８ｂ、８ｃ）、送気管８ｂ内での蒸気
の凝縮を防止するためのリボンヒータ９ａ、送気管８ｃ
内での蒸気の凝縮を防止するためのリボンヒータ９ｂ、
オゾン処理後に基板２を洗浄するための純水タンク１
０、純水を送るためのポンプ１１、オゾン含有ガスを排
気するための排気管１２、オゾン含有ガスの排気量を調
整するためのバルブ１３から構成されている。また、配
線腐食を抑制するために添加される化学物質は、添加ガ
ス発生器１８で発生される。発生器１８は送気管８ａを
介して処理室１に接続されている。図１には明記してい
ないが、添加ガスの流量はマスフローコントローラによ
って調整する。また、装置全体の構成部材の中で湿潤オ
ゾンガスに暴露される部分には耐オゾン性の高い材料、
たとえば石英ガラス、フッ素樹脂などが用いられてい
る。排気管１２の後段にはオゾン分解塔１４が設置され
ており残存オゾンガスは完全に分解され、酸素ガスとし
て排出される。

【００２４】湿潤オゾン含有ガスと添加ガスはそれぞれ
のガス配管８ａとガス配管８ｂの交点において混合さ
れ、送気管８ｃおよびヘッダ５を通って基板２の被処理
面に導入される。送気管８ｃの長さ（ｄ［ｍｍ］とす
る）を増減することで、湿潤オゾンガスと添加ガスが混
合されてから基板に供給される前までの「滞留時間」を
制御できる。また、リボンヒータ９ｂによって送気管８
ｃ中を通過する混合ガスの温度を２０〜２００℃の温度
範囲で一定に調節することができる。ヘッダの供給口５
に温度測定器１９を設置してガス温度を測定する。

【００２５】加湿器７としては、たとえば図２に示すよ
うにバブリングボトル１７に入れた処理液１６中にオゾ
ン含有ガスを通気する構成のものが用いられ、処理液１
６を室温以上に加熱するためのヒータ１５が備えられて
いる。

【００２６】一方、添加ガス発生器１８としては、たと
えば図３に示すように、反応ガスが高圧に充填されたガ
スボンベ２０が用いられ、マスフローコントローラ２１
によってその流量を制御される。

【００２７】つぎに基板処理の具体的手順について詳細
に説明する。

【００２８】最初に、基板２を平板ヒータ４によって所
定の温度まで加熱する。また、加湿器７の処理液１６、
送気管８ｂ、送気管８ｃ、ヘッダ５も予め加熱して所定
の温度に安定化させておく。基板２の温度が安定した時
点で、オゾン含有ガスを加湿器７内へ導入して湿度を同
伴させた湿潤オゾン含有ガスを発生させる。それと同時
に添加ガス発生器１８から添加ガスの発生を開始し、湿
潤オゾンガスと添加ガスが混合された後、送気管８ｃお
よびヘッダ５を通過して基板２に供給する。ここで、加
湿器７においてオゾン含有ガスの湿度は、処理液温度に
おける飽和蒸気相当であり、処理液温度を変化させるこ
とでオゾン含有ガスに同伴する蒸気量を制御することが
できる。そして、所定時間の処理によって被処理物が分
解された後には、湿潤オゾン含有ガスの供給および添加
ガスの供給を停止して、ポンプ１１を動作させ、純水タ
ンク１０から純水を供給して、基板２の表面をリンスす
る。ついで、窒素ガスを供給して基板２表面を充分に乾
燥する。

【００２９】つぎに、具体的な実施例を元に本実施の形
態１を詳細に説明する。

【００３０】実施例１および比較例１ 実施例１は、添加ガスとしてアンモニアガスを用い、ア
ンモニアガス流量を変化させた場合について、基板処理
特性や基板処理後の金属腐食程度を詳細に検討したもの
である。電極金属としてアルミニウムを使用した。

【００３１】また、比較例１として、湿潤オゾンガスの
み（アンモニア添加なし）を用いた基板処理にともなう
アルミニウム腐食の程度についても結果を説明する。

【００３２】まず、サンプル作製条件および処理条件に
ついて説明する。

【００３３】表面を清浄化した基板２（０．７ｍｍ厚ガ
ラス基板にＡｌ膜０．２μｍ成膜済み）に、ポジ型フォ
トレジスト（東京応化工業（株）製）をスピンコーター
によって塗布した後、ポストベークを１２０℃で３分間
行なうことで、被処理物として厚さが１４５０ｎｍのフ
ォトレジスト膜を形成した。さらに、０．１ｍｍ毎に直
径１０μｍの穴パターンを持つフォトマスクによって露
光処理および現像処理を行ない、直径１０μｍ深さ１４
５０ｎｍの穴を０．１ｍｍ間隔で多数形成した。穴の内
部ではフォトレジスト層の下層に存在するＡｌ膜が完全
に露出していた。図１において、基板２（サイズ□２０
０ｍｍ×２００ｍｍ）をフォトレジスト膜が上向きにな
るように処理室１内の平板ヒータ４の上に設置した。ヒ
ータの調節して基板２を７０℃まで加熱した。送気管８
ｂ、送気管８ｃおよびヘッダ５をすべて８５℃まで加熱
した。それぞれの温度が安定した後、８５℃に加熱した
純水中を通過させて加湿器７で加湿した湿潤オゾン含有
ガス（オゾン濃度：２００ｇ／Ｎｍ³）を５Ｌ／分の速
度で供給した。湿潤オゾン含有ガス中の湿度は８５℃に
おける飽和蒸気濃度になるように調整した。配線腐食防
止のために添加するアルカリ性物質として、アンモニア
ガスを用い、ガス流量はマスフローコントローラで調整
した。アンモニアガスと湿潤オゾン含有ガスはヘッダ５
の供給口からｄ＝１００ｍｍ手前で混合して、送気管８
ｃを通過して、基板２表面へ供給した。混合ガスの送気
管８ｃ内での滞留時間（混合時間）は１秒であった。

【００３４】１分間の湿潤オゾン含有ガスおよびアンモ
ニアガスによる基板処理後、３Ｌ／ｍｉｎの流量で５５
℃の純水を基板２に供給し、オゾン処理によって分解し
たフォトレジスト膜を除去した。１分間の基板処理と純
水によるリンスという一連の工程を、基板２上のフォト
レジスト膜が完全に除去できるまで繰り返した。

【００３５】比較例１として、アンモニアガス流量を０
ｃｃ／分に設定し、基板処理を行なった結果を図４に示
す。レジストを完全に除去するために要した時間（以
後、「必要処理時間」と呼ぶ）は４分であり、処理後の
アルミ膜厚は０．０２μｍと処理前（０．２μｍ）の約
１／１０に減少していた。処理中に基板上のｐＨを測定
したところ、ｐＨ２の強い酸性であった。

【００３６】オゾン処理を行なった後、基板のリンスを
行なうが、リンス水を回収してイオンクロマト分析した
ところ、酢酸、ギ酸、シュウ酸、酒石酸、プロピオン酸
が検出された。これらの酸性物質は電離度が大きく、水
中では電離して水素イオンを発生する。基板上のｐＨが
低下した理由としては、オゾンによる有機汚染物質の酸
化分解にともなって生成する酸性物質が、基板表面上に
形成された薄膜状の微量の水によって電離し、強い酸性
を示したことが原因と考えられる。

【００３７】湿潤オゾンによる基板処理の従来技術にお
いては、アルミニウムなどの酸性雰囲気で腐食する金属
を含む基板を処理することは想定されておらず、基板上
に存在する被処理物をオゾンで酸化分解することのみに
着目して工夫がなされてきた。比較例１によって、湿潤
オゾンによる基板処理において、有機物分解にともなっ
て酸性物質が発生し、基板上に形成した金属膜が腐食す
るという問題点を初めて見出した。

【００３８】実施例１として、アンモニアガス流量を２
０〜２００ｃｃ／分と変えて、湿潤オゾン含有ガスおよ
びアンモニアガスによるフォトレジスト完全除去後の金
属膜厚（Ａｌ膜厚）を触針式膜厚計で測定した。結果を
図４に示す。金属膜厚の測定値と共に必要処理時間を合
せて示している。図４から分かるように、アンモニアガ
ス流量増加にともなって、処理後のＡｌ膜厚が初期膜厚
（０．２μｍ）に漸近し、１５０ｃｃ／分以上ではやや
減少する傾向が見られた。実用的には、Ａｌ膜厚の溶出
を０．０１μｍ以内に抑制する必要があるので、実用可
能範囲（処理後の金属膜厚が０．１９μｍ以上）として
は、４０〜１５０ｃｃ／分となる。金属膜厚が０．１９
μｍ以下になると、レジスト除去工程や有機物除去工程
より後の工程において膜剥れや電気素子の電気特性に不
良が生じるなどという重大な問題を引き起こす。

【００３９】一方、アンモニアガス流量の増加にともな
って基板の必要処理時間は短縮され、６０ｃｃ／分では
最小値の２分になった。１５０ｃｃ／分以上では、必要
処理時間が徐々に増加する傾向が見られた。

【００４０】図４の結果は以下のように説明できる。

【００４１】アンモニアガス流量が４０ｃｃ／分未満の
場合には、供給したアンモニアが不足しており、レジス
トの酸化分解によって生成した酸性物質によるｐＨ低下
を抑制できなかった（ｐＨ＜４であった）と思われる。

【００４２】アンモニアガス流量が４０〜１５０ｃｃ／
分の場合には、Ａｌが酸化膜で安定化できる範囲内（ｐ
Ｈ＝４〜９）になったためＡｌ膜の腐食は完全に抑制で
きたと考えられる。また、レジストの酸化分解によって
生成した酸性物質を中和し、塩を生成するので、酸性物
質の溶解速度が高速化された。その結果として、基板の
必要処理時間は、アンモニアなしの場合と比較して約１
／２に短縮された。

【００４３】アンモニアガス流量が１５０ｃｃ／分以上
の場合には、アンモニアが過剰に供給され基板２の表面
上がｐＨ９以上のアルカリ性になりＡｌ膜が一部溶出し
たと思われる。また、アンモニアが過剰に供給されると
過剰なアンモニアによってオゾンの一部が無効消費する
ためオゾン濃度が低下し、処理時間が増加したと考えら
れる。

【００４４】本実施例はアルミニウム単体の膜以外に、
銅、ネオジウム、シリコン、チタン、タングステン、タ
ンタル、モリブデンやそれらの混合物を配線として使用
した基板処理に際しても、導入するアンモニア量に対す
る金属膜厚みの変化は同様の傾向が見られた。

【００４５】実施例１によって、基板２を室温より高い
温度に保持すると共に、基板上のレジスト膜に供給する
湿潤オゾンガスの温度を基板２の温度以上となるように
制御することで、基板上に適切な水膜を形成でき、フォ
トレジスト膜を除去できた。さらに、アンモニアガス流
量を制御することにより基板２表面のｐＨを制御して、
オゾンによるフォトレジスト酸化分解で生成する酸性物
質に起因するＡｌ膜の溶出を抑制できることが示され
た。

【００４６】また、湿潤オゾンガスに混合する添加ガス
量には最適値が存在することがわかり、その最適値はオ
ゾンによるレジストの酸化分解にともなって発生する酸
性物質の量に対応していると考えられる。実用的には、
Ａｌ膜厚の溶出を０．０１μｍ以内に抑制する必要があ
るので、実施例１における処理条件では、アンモニア流
量に関する実用可能範囲（処理後の金属膜厚が０．１９
μｍ以上）は４０〜１５０ｃｃ／分となる。金属膜厚が
０．１９μｍ以下になると、レジスト除去工程や有機物
除去工程より後の工程において膜剥れや電気素子の電気
特性に不良が生じるなどという重大な問題を引き起こ
す。

【００４７】しかし、基板処理の操作条件によってレジ
ストの処理速度が変化するので、アンモニア流量に関す
る実用可能範囲は、処理条件に依存する。具体的には、
加湿器７（図１）の純水１６（図２）の温度、オゾ
ン供給量、基板温度、送気管８ｃ（図１）温度（＝
混合ガス温度）、送気管８ｃ（図１）長さｄ（＝混合
ガスの滞留時間）に依存すると考えられる。

【００４８】実施例２ 実施例２は、添加ガスとしてアンモニアガスを用い、図
１の送気管８ｃの温度（混合ガスの温度）を変化させた
場合について、基板処理特性や基板処理後の金属腐食程
度を詳細に検討したものである。電極金属としてアルミ
ニウムを使用した。

【００４９】基板の処理条件について説明する。

【００５０】配線腐食防止のために添加するアルカリ性
物質として、アンモニアガスを用いた。マスフローコン
トローラによって、アンモニアガス流量を最適値（実施
例１で示した６０ｃｃ／分）に設定した。送気管８ｃの
温度はリボンヒータ９ｂを調節して２０〜１５０℃まで
変化させた。その他の処理条件およびサンプル作製手順
は実施例１と同じである。

【００５１】１分間の湿潤オゾン含有ガスおよびアンモ
ニアガスによる基板処理後、３Ｌ／分の流量で５５℃の
純水を基板２に供給し、オゾン処理によって分解したフ
ォトレジスト膜を除去した。１分間の基板処理と純水に
よるリンスという一連の工程を、基板２上のフォトレジ
スト膜が完全に除去できるまで繰り返した。

【００５２】結果を図５に示す。金属膜厚の測定値と共
に必要処理時間を合せて示している。図５から分かるよ
うに、処理後の金属膜厚（Ａｌ膜厚）は、ガス温度の増
加にともなって、初期膜厚（０．２μｍ）に漸近し、１
００℃以上では急激に減少した。実用的には、Ａｌ膜厚
の溶出を０．０１μｍ以内に抑制する必要があるので、
混合ガス温度の実用可能範囲（処理後の金属膜厚が０．
１９μｍ以上）は１００℃以下である。

【００５３】一方、ガス温度の増加にともなって基板の
必要処理時間は短縮され、８５℃では最小値の２分にな
った。８５℃以上では必要処理時間が徐々に増加し、１
１０℃以上では徐々に減少する傾向が見られた。実用的
には、基板の処理時間を４分以内にすることが望ましい
ので、混合ガス温度の実用可能範囲は４０℃以上であ
る。

【００５４】図５の結果は以下のように説明できる。

【００５５】ガス温度が４０℃程度以下の場合には、８
５℃の水蒸気で湿潤した湿潤オゾンガス中に含まれる湿
度が送気管８ｃ内で凝縮し、レジストの除去速度が低下
したため、アンモニアが過剰になりＡｌ膜が一部溶出し
たと思われる（基板２の表面上がｐＨ９以上のアルカリ
性になった）。

【００５６】ガス温度が４０〜１００℃の場合には、Ａ
ｌが酸化膜で安定化できる範囲内（ｐＨ＝４〜９）にな
ったためＡｌ膜の腐食は抑制できたと考えられる。ま
た、レジストの酸化分解によって生成した酸性物質を中
和し、塩を生成するので、酸性物質の溶解速度が高速化
された。その結果として、ガス温度８５℃では必要処理
時間は最小で２分になった。

【００５７】ガス温度が１００℃〜１１０℃の場合に
は、温度上昇にともなってアンモニアとオゾンの反応量
が増加し相互に無効消費されたため、オゾン濃度が低下
して処理時間が急激に増加したと思われる。一方、アン
モニア濃度も急激に減少したため、レジストの酸化分解
によって生成した酸性物質によるｐＨ低下を抑制できな
かった（ｐＨ＜４であった）と思われる。

【００５８】ガス温度が１１０℃以上では、オゾンとア
ンモニアがほとんど１００％反応したが、オゾン濃度
（約１０％）＞アンモニア濃度（１．２％）なので、残
留したオゾン（約７．６％）によって反応が進行してい
るものと思われる。一方、アンモニアが完全に分解され
たため、レジストの酸化分解によって生成した酸性物質
によるｐＨ低下を抑制できなかった（ｐＨ＜４であっ
た）と思われる。

【００５９】本実施例はアルミニウム単体の膜以外に、
銅、ネオジウム、シリコン、チタン、タングステン、タ
ンタル、モリブデンやそれらの混合物を配線として使用
した基板処理に際しても、混合ガス温度に対する金属膜
厚みの変化は同様の傾向が見られた。

【００６０】実施例２によって、湿潤オゾンとアンモニ
アの混合ガスの温度を制御することにより基板２表面の
ｐＨを制御して、オゾンによるフォトレジスト酸化分解
で生成する酸性物質に起因するＡｌ膜の溶出を抑制でき
ることが示された。

【００６１】また、湿潤オゾンと添加ガスの混合ガスの
温度には最適値が存在することがわかり、その最適値は
オゾンによるレジストの酸化分解にともなって発生する
「酸性物質の量」、および、送気管８ｃ（図１）中のオ
ゾンとアンモニアの「反応量」に対応していると考えら
れる。実用的には、Ａｌ膜厚の溶出を０．０１μｍ以内
に抑制する必要があるので、実施例１における処理条件
では、混合ガス温度に関する実用可能範囲（処理後の金
属膜厚が０．１９μｍ以上）は１００℃以下となる。一
方、実用的には、基板の処理時間を４分以内にすること
が望ましいので、混合ガス温度の実用可能範囲は４０℃
以上である。

【００６２】金属膜厚が０．１９μｍ以下になると、レ
ジスト除去工程や有機物除去工程より後の工程において
膜剥れや電気素子の電気特性に不良が生じるなどという
重大な問題を引き起こす。

【００６３】処理時間が４分から２分に短縮することに
より、枚様式処理装置であれば装置面積が１／２に、バ
ッチ式（多数枚同時処理）処理装置であれば基板をスト
ックするストック部の面積が減少できる。装置面積と装
置価格は比例するので、限られた装置面積における最大
の除去性能が求められる。一般的に、半導体および液晶
製造向け有機物除去装置の価格は、数千万円〜数十億円
の範囲であり、処理時間を短縮することは装置性能だけ
でなく、装置の価格競争力にも大きな影響を与える。

【００６４】基板処理の操作条件によってレジストの処
理速度が増減するので、実用可能な混合ガス温度範囲も
変化する。具体的には、加湿器７（図１）の純水１６
（図２）の温度、オゾン供給量、基板温度、送気
管８ｃ（図１）温度（＝混合ガス温度）、送気管８ｃ
（図１）長さｄ（＝混合ガスの滞留時間）に依存すると
考えられる。

【００６５】一般的に、基板をできるだけ速く処理でき
る条件を選択し、処理条件を最適化することが望まし
い。

【００６６】純水１６（図２）の温度（）には最適値
（基板温度より＋５℃〜＋１５℃高い）が存在するの
で、実施例１，２では最適値である８５℃に設定した。

【００６７】オゾン供給量（）を増加すればレジスト
除去速度が向上し、レジスト分解での生成物（酸性物
質）量にともなってアンモニア量の最適値も増加する
が、一定の滞留時間の元では両者の反応割合は変化しな
い。したがって、オゾン供給量によって実用可能な混合
ガス温度範囲は変化しない。

【００６８】基板温度（）が高いほど、レジストの酸
化速度が高速化されるが、基板温度には上限が存在す
る。湿潤オゾンによるレジスト除去においては、基板上
に水を結露させ最適な水膜を形成するために、基板温
度、混合ガス温度、純水１６（図２）の温度の間には、
混合ガス温度≧純水温度＞基板温度の関係を成立させる
ことが望ましい。実施例１，２で示したように、基板温
度７０℃の場合には、純水温度は８５℃が最適であり、
送気管内での結露を防止するために混合ガス温度は８５
℃以上が望ましい。したがって、基板温度は混合ガス温
度より１５℃以上低く設定する必要がある。混合ガス温
度の上限値が１００℃なので、基板温度を最大で８５℃
まで増加して実施例１，２と同様な検討を行なったが、
実用可能な混合ガスの温度範囲は４０〜１００℃であっ
た。

【００６９】送気管８ｃ（図１）の長さ、つまり混合ガ
スの滞留時間については、実用的な装置を設計する上で
は１秒以上が望ましい。これは、送気管８ｃの長さとし
ては１００ｍｍに対応し、実用的な基板処理装置を設計
する際には、最低でもこの値以上にすることが必要であ
る。また、湿潤オゾンガスとアンモニアが充分に混合す
るには０．０１秒以上の滞留時間が必要なので、小型の
基板を処理する基板処理装置であっても、送気管８ｃ
（図１）の長さを１ｍｍ以上に設定するのが望ましい。
また、滞留時間が１０秒以上になるとオゾンとアンモニ
アの反応にともなう相互作用が大きくなる（実施例３に
て詳細に説明する）ため、滞留時間は１０秒以下に設定
するのが望ましい。以上の理由により、実施例１，２で
は、オゾンとアンモニアの相互作用を可能な限り抑制す
るため、混合ガスの滞留時間は実用上の最適値である１
秒に設定した。

【００７０】以上より、基板処理の最適な操作条件にお
いて、混合ガス温度に関する実用可能範囲は４０〜１０
０℃であることが示された。

【００７１】実施例３ オゾンとアンモニアはそれぞれ酸化剤と還元剤であり、
相互に反応することは周知の事実であるが、オゾン濃度
２００ｇ／Ｎｍ³（約１０％）の高濃度オゾンとの反応
性について定量的に検討した例はない。

【００７２】実施例３は、添加ガスとしてアンモニアガ
スを用い、図１の送気管８ｃの温度（混合ガスの温度）
を変化させた場合について、送気管内でのオゾンとアン
モニアの反応率を詳細に検討したものである。また、送
気管８ｃの長さとしてｄ＝１００ｍｍ（滞留時間１ｓｅ
ｃ）および１０００ｍｍ（滞留時間１０ｓｅｃ）に設定
して滞留時間の依存性についても検討した。

【００７３】設定条件について説明する。

【００７４】８５℃に加熱した純水中を通過させて加湿
器７で加湿した湿潤オゾン含有ガス（オゾン濃度：２０
０ｇ／Ｎｍ³）を５Ｌ／分の速度で供給した。添加する
アルカリ性物質として、アンモニアガスを用い、ガス流
量は実施例１における最適値である６０ｃｃ／分に調製
した。アンモニアガスと湿潤オゾン含有ガスは、送気管
８ｃ（図１）を通過して、基板２表面へ供給した。混合
ガスの送気管８ｃの温度はリボンヒータ９ｂ（図１）に
よって２０〜１５０℃の範囲に制御した。

【００７５】オゾンとアンモニアの反応率は、送気管内
でのアンモニア濃度の変化を測定して、アンモニア濃度
減少／アンモニアの初期濃度として定量化した。

【００７６】結果を図６に示す。混合ガス温度の増加に
ともなって、オゾンとアンモニアの反応が促進された。
滞留時間が１秒（ｄ＝１００ｍｍ）の場合には、１００
℃において反応率０．３３、１１０℃以上では反応率約
１（完全分解）となった。オゾンとアンモニアの反応率
の結果と、これまでの基板処理結果は以下のように関連
付けられる。

【００７７】実施例２（図５）では、混合ガス温度１０
０℃以下において金属膜厚の減少を実用範囲内に維持す
ることができた。図６より、実施例２では混合ガス温度
が１００℃まで増加されたことで、オゾンとアンモニア
の反応が進行し、初期流量の６０ｃｃ／分の１／３（反
応率０．３３）が分解されて４０ｃｃ／分相当にまで減
少した。しかし、実用可能なアンモニア流量の範囲内に
あったため、金属膜厚の変化を抑制することができた、
と説明できる。実施例１（図４）によれば、実用可能な
アンモニア流量は４０〜１５０ｃｃ／分である。なお、
金属膜の防食が可能なオゾンとアンモニアの反応率は
０．３３以下である。

【００７８】一方、図６において滞留時間１０秒（ｄ＝
１０００ｍｍ）の場合には、９０℃において反応率０．
３３、１００℃以上において反応率約１（完全分解）と
なった。したがって、送気管８ｃの長さがｄ＝１０００
ｍｍ程度になり、滞留時間が１０秒になる場合には、混
合ガス温度は９０℃以下に保持することが望ましい。

【００７９】実施例４ 実施例１、２では、塩基性ガスとしてアンモニアを用い
たがその他にピリジン、エチルアミン、ジメチルアミ
ン、テトラメチルアミン、トリブチルアミン、ジブチル
アミン、トリエチルアミン、アニリン等が効果的であ
る。化学便覧基礎編（改訂３版）II ３４３頁によれ
ば、テトラメチルアミンの電離係数は３．２であり、ア
ンモニアと比較して１０倍以上の電離度を持っている。
したがって、フォトレジスト膜由来の酸性物質を中和す
るために必要な塩基性ガス量は、テトラメチルアミンの
方がアンモニアと比較して少なくすることができる。こ
のように、アンモニアガス以外の塩基性ガスによって、
レジスト膜酸化により生成する酸性物質を中和でき、Ａ
ｌ膜溶出を抑制できる。

【００８０】上記塩基性物質とオゾンの反応性速度を測
定したところ、アンモニアとオゾンの反応速度と同等で
あった。また、実施例１、２と同様に基板処理を行な
い、処理後の金属膜厚変化や必要処理時間を詳細に検討
した。結果として、混合ガスの実用可能温度範囲は、４
０〜１００℃であることがわかった。したがって、上記
塩基性物質を添加した湿潤オゾンガスによる基板処理を
行なう際には、混合ガス温度範囲は４０〜１００℃に保
持することが望ましい。

【００８１】金属配線溶出の防止機構 以上の実施例１〜４から本基板処理方法における反応機
構は図７に示すような模式図で説明することができる。

【００８２】つまり、従来例（比較例１）の場合、図７
（ａ）に示すように基板２（図１）上方から供給された
湿潤オゾン含有ガス（オゾン３２と水蒸気３１の混合気
体）によってレジスト膜３４が酸化され酸性物質が生成
する。酸性物質は、レジスト膜上に形成された薄い水膜
３３中で電離をして水素イオン３６を生成する。レジス
ト膜には規則的に０．１ｍｍおきに穴が空いており、レ
ジスト膜の下層に予め形成した金属配線膜３５が露出し
ている。前記酸性物質によって生成した水素イオンはレ
ジスト膜３４に形成された穴を経由して配線金属膜３５
に作用し、腐食を進行させる。

【００８３】一方、実施例１〜４の場合は図７（ｂ）で
説明でき、湿潤オゾン含有ガスと塩基性ガスは相互作用
３９しながら基板２上に供給される。オゾンガス３２に
よるレジスト膜３４の酸化反応で酸性物質が生成する
が、同時に供給されるアンモニアガス３７によって順次
中和されるため水素イオン量が増加しない。したがっ
て、規則的に露出している配線金属膜３５の腐食を抑制
できる。ただし、実施例１，２にあるように基板２に混
合ガスが供給されるまでの相互作用（混合時間）および
混合ガスの温度が大きいと基板に到達する前に、オゾン
と塩基性ガスが無効に消費されてしまう危険性がある。

【００８４】実施の形態２ 実施例１〜４は、基板の大きさが２００ｍｍ×２００ｍ
ｍ程度の比較的小さい基板を処理した場合に実施例を詳
細に説明した。しかし、液晶パネル製造などの１ｍ×１
ｍにもおよぶ大型の基板を処理する場合には、ヘッダ５
（図１）の温度制御が必要になる。

【００８５】実施例１〜４で説明したように、ヘッダ５
は湿潤オゾン含有ガスを基板２の処理面に均一に供給す
るため機構であるが、必要に応じて室温以上の温度に加
熱できる機構を備えている（図示せず）。ヘッダ５の加
熱によって基板の保温やヘッダ表面での結露防止が可能
になる。つまり、ヘッダの温度は結露が防止でき、基板
温度以上であれば自由に設定できることになる。

【００８６】混合ガス中におけるオゾンと塩基性ガスの
相互作用について、実施例１〜４では、主に送気管８ｃ
（図１）内での温度および滞留時間に着目して説明して
きた。これは、湿潤オゾンガスが塩基性の添加ガスと混
合されてから、基板表面に到達するまでの全滞留時間に
対して、混合ガスが送気管８ｃ（図１）を出てから「ヘ
ッダ５（図１）と基板２のあいだの空間を介して基板へ
到達する時間」（基板上での滞留時間と呼ぶ）が無視で
きたためである。

【００８７】実施例５ 異なる大きさのガラス基板（３００×３００ｍｍ、５０
０×５００ｍｍ、１０００ｍｍ×１０００ｍｍ）に対し
て実施例１と同様な条件でレジスト膜を作製した。処理
条件としては、送気管８ｃ（図１）を８５℃に、ヘッダ
５（図１）は２０〜１２０℃に設定し、その他は同様で
あった。電極金属としてアルミニウムを使用した。

【００８８】それぞれの基板を処理した場合の、処理後
の金属膜厚および必要処理時間を表１に示す（ヘッダ温
度８５〜１２０℃の結果）。表１より、処理後の金属膜
厚（Ａｌ膜厚）は、ヘッダ温度の増加にともなって、
０．２μｍから減少し、１００℃以上では急激に減少し
た。実用的には、Ａｌ膜厚の溶出を０．０１μｍ以内に
抑制する必要があるので、ヘッダの設定温度の実用可能
範囲（処理後の金属膜厚が０．１９μｍ以上）は、基板
サイズが３００×３００ｍｍおよび５００×５００ｍｍ
の場合には、１００℃以下である。さらに大形の基板で
ある１０００×１０００ｍｍ以上の場合には、ヘッダの
設定温度を９５℃以下にすることが望ましい。

【００８９】一方、ガス温度の増加にともなって基板の
必要処理時間は短縮され、４０℃では４分、８５℃では
最小値の２分になった（ヘッダ温度が２０〜８５℃の結
果は図示しない）。８５℃以上では必要処理時間が徐々
に増加する傾向が見られた。実用的には、基板の処理時
間を４分以内にすることが望ましいので、混合ガス温度
の実用可能範囲は４０℃〜１００℃である。

【００９０】表１の結果は以下のように説明できる。説
明を明瞭にするため、基板サイズが３００×３００ｍｍ
および５００×５００ｍｍの場合の結果について説明す
る。

【００９１】ヘッダ温度が８５〜１００℃の場合には、
Ａｌが酸化膜で安定化できる範囲内（ｐＨ＝４〜９）に
なったためＡｌ膜の腐食は抑制できたと考えられる。ま
た、レジストの酸化分解によって生成した酸性物質を中
和し、塩を生成するので、酸性物質の溶解速度が高速化
された。

【００９２】ガス温度が１００℃〜１１０℃の場合に
は、温度上昇にともなってアンモニアとオゾンの反応量
が増加し相互に無効消費されたため、オゾン濃度が低下
して処理時間が急激に増加したと思われる。一方、アン
モニア濃度も急激に減少したため、レジストの酸化分解
によって生成した酸性物質によるｐＨ低下を抑制できな
かった（ｐＨ＜４であった）と思われる。これは、実施
例１のように送気管８ｃの温度を実用可能範囲（４０〜
１００℃）内の８５℃に保持したにもかかわらず、「ヘ
ッダ５（図１）と基板２のあいだの空間」においてヘッ
ダによって混合ガスが加熱され、オゾンとアンモニアの
相互作用が促進されたことを示している。

【００９３】一方、ガス温度の増加にともなって必要処
理時間が徐々に増加する傾向が見られた。実用的には、
基板の処理時間を４分以内にすることが望ましいので、
混合ガス温度の実用可能範囲は４０〜１００℃である。

【００９４】

【表１】

【００９５】本実施例によって、処理基板が大きくなる
と「基板上での滞留時間」が増加し、ヘッダ５（図１）
の設定温度によって基板の処理特性が低下することが示
された。つまり、送気管８ｃと同じようにヘッダ５にお
いても、オゾンと塩基性ガスの相互作用と抑制するため
に、制御温度を４０〜１００℃に設定する必要がある。

【００９６】実施の形態３ つぎに、ＬＣＤ用基板などサイズの大きな基板をライン
搬送方式によって処理する基板処理装置について詳細に
説明する。図８は本発明の実施の形態３による基板処理
装置の構成を模式的に示す説明図であり、とくにＬＣＤ
などの大型基板の処理に有効な処理装置の構成を示して
いる。この基板処理装置は、基板２の予備加熱部５１、
オゾン処理部５２、純水リンス部５３、乾燥部５４から
構成される。基板２はローラー５５によって一方向に装
置の中を連続的に搬送され、基板２の上に予め形成され
たフォトレジスト膜が除去される。オゾン発生器６で発
生したオゾンガスは加湿器７によって必要な湿度を含ん
だ湿潤オゾンガスになる。添加ガスは添加ガス発生器１
８によって、流量調節され基板へ導入される。

【００９７】オゾン処理部５２には長さが基板２の幅
（すなわち基板の搬送方向と直行する方向の長さ）を持
つ直線状ノズル５６が設けられており、このノズル５６
から湿潤オゾン含有ガスおよび添加ガスを基板２の噴射
し、基板２上のフォトレジストを除去する。ノズル５６
の開口部に関しては、スリット状のノズル、または微小
穴を多数空けたノズルが利用できる。

【００９８】スリット状ノズルの開口幅は０．１〜１ｍ
ｍの範囲が適当である。また、穴を多数空けたノズルの
場合は、直径０．１〜１ｍｍの穴を１０ｍｍ間隔以下で
多数並べることが望ましい。

【００９９】また、高温の湿潤オゾン含有ガスがノズル
５６部に到達した、ノズル５６部の温度が低い場合に
は、ノズル内で水分が結露して、基板２は供給水分量が
不足するか、結露した水が基板２上に水滴として滴下す
る恐れがあるので、ノズル部５６は湿潤オゾンガス温度
と同等以上にする必要がある。また、オゾン処理部５２
の壁面についても、湿潤オゾンガスに含まれる水分が結
露し、供給水量が不足するか、結露した水が基板２上に
水滴として滴下する恐れがあるので、湿潤オゾンガス温
度と同等以上にする必要がある。図示していないが、実
施の形態１と同様、オゾン含有ガスを加湿する加湿器や
加湿器とノズル５６を接続する送気管にも結露防止のた
めの加熱手段が設けられている。湿潤オゾン含有ガスが
添加ガスと混合してからノズル５６の供給口までの時間
は混合地点から供給部までの距離を変えることで調整で
きる。

【０１００】つぎに、具体的な実施例を元に本実施の形
態３を説明する。

【０１０１】実施例６ 基板２を室温より高い温度（５０〜８０℃）に保持する
と共に、基板２上のフォトレジスト膜に供給する湿潤オ
ゾンガスの温度を基板２の温度以上（６０〜９０℃）と
なるように制御することで、基板上に適切な水膜を形成
でき、フォトレジスト膜を除去できた。さらに、添加ガ
スの供給量を１００〜２０００ｃｃ／分、および、添加
ガスと湿潤オゾンガスの混合時間を０．１〜１０秒、お
よび添加ガスとオゾンガスが混合されてから基板に供給
されるまでの混合ガスの温度を４０〜１００℃に制御す
ることにより、基板２表面のｐＨを増加して、オゾンに
よるフォトレジスト酸化分解で生成する酸性物質に起因
する配線金属の溶出を抑制できた。

【０１０２】添加ガスと湿潤オゾンガスの混合ガスは、
基板の表面に供給される前に、湿潤手段からノズル部ま
での送気管、ノズル部５６、およびオゾン処理部５２の
壁面、に接触するので各部の温度を４０〜１００℃に制
御し、前記混合ガスの温度を４０〜１００℃に維持する
必要がある。

【０１０３】

【発明の効果】本発明の第１の基板処理方法によれば、
水蒸気により湿潤した湿潤オゾン含有ガスと塩基性ガス
を含む混合ガスによって基板表面の有機汚染物質を除去
する基板処理方法であって、前記混合ガスの温度を基板
温度より高く設定することにより、基板上に最適な水膜
を形成して前記有機物質を高速に処理できるだけでな
く、処理基板上のｐＨ値を基板上に予め形成された配線
金属が安定状態で存在できるｐＨ範囲に保持することが
可能になるため、前記配線金属の腐食を抑制することが
できる。

【０１０４】本発明の第２の基板処理方法によれば、第
１の基板処理方法において、前記混合ガスが被処理基板
に導入されるまでのガス温度を４０〜１００℃に保持す
ることにより、オゾンと塩基性ガスの相互作用を抑制
し、処理基板上のｐＨ値を基板上に予め形成された配線
金属が安定状態で存在できるｐＨ範囲に保持することが
可能になるため、前記配線金属の腐食を抑制することが
できる。

【０１０５】本発明の第３の基板処理方法によれば、第
１または２の基板処理方法において、前記塩基性ガスと
してアンモニアガスを導入するもので、前記混合ガスが
被処理基板に導入されるまでのガス温度を４０〜１００
℃に保持することにより、オゾンとアンモニアガスの相
互作用を抑制し、処理基板上のｐＨ値を基板上に予め形
成された配線金属が安定状態で存在できるｐＨ範囲に保
持することが可能になるため、前記配線金属の腐食を抑
制することができる。

【０１０６】本発明の第１の基板処理装置によれば、基
板を室温より高い温度に保持する基板加熱手段と、オゾ
ン含有ガスを処理液により湿潤させて湿潤オゾン含有ガ
スを得る湿潤手段と、前記基板表面の被処理物に湿潤オ
ゾン含有ガスを供給する供給手段と、前記湿潤手段と前
記供給手段とを接続する送気管と、前記基板表面の被処
理物に塩基性ガス含有ガスを供給する供給手段と、前記
湿潤手段、前記供給手段をそれぞれ前記基板の温度の同
等程度あるいはそれ以上となるように加熱するガス加熱
手段と、前記送気管を４０〜１００℃に保持する温度制
御機構を備える基板処理装置であるので、オゾンと塩基
性ガスの相互作用を抑制し、処理基板上のｐＨ値を基板
上に予め形成された配線金属が安定状態で存在できるｐ
Ｈ範囲に保持することが可能になるため、前記配線金属
の腐食を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による基板処理装置の
構成を模式的に示す図である。

【図２】 本発明の実施の形態１による基板処理装置の
要部の構成を模式的に示す図である。

【図３】 本発明の実施の形態１による基板処理装置の
要部の構成を模式的に示す図である。

【図４】 実施例１および比較例１おいて、添加するア
ンモニアガスの流量に対する、処理後のアルミニウム膜
厚および必要処理時間との関係を示すグラフである。

【図５】 実施例２おいて、アンモニアとオゾンの混合
ガス温度に対する、処理後のアルミニウム膜厚および必
要処理時間との関係を示すグラフである。

【図６】 アンモニアとオゾンの混合ガス温度に対す
る、オゾンとアンモニアの反応率を示すグラフである。

【図７】 実施例１〜４の反応機構を模式的に示す図で
ある。

【図８】 本発明の実施の形態３による基板処理装置の
構成を模式的に示す図である。

【図９】 従来の湿潤オゾン含有ガスによる基板処理装
置の構成を示す図である。

【図１０】 従来の湿潤オゾン含有ガスによる基板処理
装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 処理室、２ 基板、３ 基板台、４ 平板ヒータ、
５ ヘッダ、６ オゾンガス発生器、７ 加湿器、８ａ
ガス配管、８ｂ、８ｂ 送気管、９ａ、９ｂリボンヒ
ータ、１０ 純水タンク、１１ ポンプ、１２ 排気
管、１３ バルブ、１４ オゾン分解塔、１５ ヒー
タ、１６ 処理液、１７ バブリングボトル、１８ 添
加ガス発生器、１９ 温度測定器、２０ ガスボンベ、
２１ マスフローコントローラ、３１ 水蒸気、３２
オゾン、３３ 水膜、３４ レジスト膜、３５ 配線金
属膜、３６ 水素イオン、３９ 相互作用、５１ 予備
加熱部、５２ オゾン処理部、５３ 純水リンス部、５
４ 乾燥部、５５ ローラー、５６ 直線状ノズル、１
０１ 石英タンク、１０２ オゾン拡散器、１０３被処
理基板、１１０ 処理室、１１１ 基板載置台、１１２
基板、１１３ 排気管、１１４ オゾン発生装置、１
１５ 酸素貯槽、１１６ 気体接触装置、１１７ オゾ
ン含有気体供給管、１１８ 気体分散板、１１９ 孔、
１２０ オゾン分解装置、１２１ 超純粋供給ノズル。

フロントページの続き (72)発明者 宮本 誠 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大家 泉 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 葛本 昌樹 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H096 AA25 AA26 LA02 5F004 AA09 BA19 BD01 CA02 CA04 DA00 DA27 DB26 EA34 5F046 MA13 MA19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水蒸気により湿潤した湿潤オゾン含有ガ
   スと塩基性ガスを含む混合ガスによって基板表面の有機
   汚染物質を除去する基板処理方法であって、前記混合ガ
   スの温度を基板温度より高く設定する基板処理方法。
2. 【請求項２】 前記混合ガスの被処理基板に導入される
   までのガス温度が４０〜１００℃である請求項１記載の
   基板処理方法。
3. 【請求項３】 前記塩基性ガスがアンモニアである請求
   項１または２記載の基板処理方法。
4. 【請求項４】 基板を室温より高い温度に保持する基板
   加熱手段と、オゾン含有ガスを処理液により湿潤させて
   湿潤オゾン含有ガスを得る湿潤手段と、前記基板表面の
   被処理物に湿潤オゾン含有ガスを供給する供給手段と、
   前記湿潤手段と前記供給手段とを接続する送気管と、前
   記基板表面の被処理物に塩基性ガス含有ガスを供給する
   供給手段と、前記湿潤手段、前記供給手段をそれぞれ前
   記基板の温度の同等程度あるいはそれ以上となるように
   加熱するガス加熱手段と、前記送気管を４０〜１００℃
   に保持する温度制御機構を備える基板処理装置。